¿Puede España ser sostenible energéticamente manteniendo su nivel actual de bienestar? Podría pensar que hace falta ser un experto para responder a esta pregunta, pero nada más lejos de la realidad. Puede formar su propia opinión al respecto de manera sencilla. Basta con comparar cuánta energía se consume y cuánta se podría generar mediante fuentes renovables
Lo primero que haremos, dado que los datos energéticos de un país son cuantiosos, es introducir una unidad mucho más fácil de manejar: los kilovatios-hora (kWh) por persona y día (kWh/p/d). Esto es, en otras palabras, la energía que consume una persona durante un día. Gracias a esta unidad, podremos diferenciar más fácilmente lo importante de lo superfluo. Y ahora sí que sí, empecemos.
Estimación de la energía fotovoltaica
Cuando pensamos en energías renovables, las primeras que nos vienen a la cabeza son la fotovoltaica o la eólica. ¿Quién no ha visto una planta solar o un parque de aerogeneradores mientras conduce? Ahora bien, ¿cuánto podríamos llegar a generar con dichas tecnologías?
La energía fotovoltaica consiste en la transformación directa de la luz del sol en electricidad gracias a los paneles fotovoltaicos. En valor medio, la potencia solar bruta en un tejado orientado al sur en España es de 235 W/m² (vatios por metro cuadrado).
Consideremos que un buen panel fotovoltaico tiene una eficiencia del 20 %, pero pierde un 25 % ya que la eficiencia se reduce al calentarse, por ejemplo, o debido a la suciedad. Obtendremos entonces que, si cubrimos totalmente una superficie orientada al sur, podemos producir 35 W/m², en término medio.
De este modo, para saber cuánta energía podemos obtener con fotovoltaica en España, simplemente tenemos que decidir cuánta superficie estamos dispuestos a ocupar. Por ejemplo, si consideramos 12,5 m² de tejado por persona, podríamos generar 10 kWh por persona y día.
Pero si en vez de conformarnos únicamente con los tejados, nos lanzamos a poner varias huertas solares ocupando el 1,5 % de la superficie de nuestro país, podríamos generar 57 kWh por persona y día adicionales. Para este último cálculo hemos tenido en cuenta la distancia entre paneles y que, al producir gran escala, se suele optar por paneles más baratos y menos eficientes. Esto da lugar a una densidad de generación de unos 16 W/m².
Estimación de la energía eólica
En el caso de la eólica, podemos hacer unos cálculos similares analizando cuánta potencia se puede extraer de media del viento y considerando la superficie disponible.
La potencia que podemos obtener del viento varía con el cubo de la velocidad y se puede calcular mediante una sencilla fórmula. Considerando una velocidad media de 5 m/s a la altura del aerogenerador, se puede extraer del viento, en término medio, 1,3 W por metro cuadrado de terreno. Hemos tenido en cuenta la eficiencia de los propios aerogeneradores, así como la distancia entre ellos, independientemente de su tamaño.
Una vez que conocemos dicho valor, nos queda decidir qué superficie vamos a cubrir con aerogeneradores. Para estimar el potencial de la eólica, supongamos que empleamos un 10 % de la superficie del país (aunque puede ser exagerado). En ese caso, seríamos capaces de generar 33 kWh por persona y día.
Hemos supuesto una superficie diez veces mayor que para el caso de la fotovoltaica, pero, si se tiene en cuenta la separación necesaria entre aerogeneradores y la infraestructura indispensable para el funcionamiento de los parques, realmente se estaría ocupando en torno al 1 %.
Si, además, también nos atrevemos a instalar aerogeneradores en el mar, donde el viento es más fuerte y estable, nuestras previsiones de generación mejoran: podemos obtener un 50 % más de potencia por unidad de área.
Para el caso de eólica marina de baja profundidad (hasta 60 metros), una tecnología que ya ha demostrado ser rentable, podríamos obtener 2,4 kWh por persona y día utilizando de nuevo el 10 % de la superficie disponible. Y si nos lanzamos a por la eólica de alta profundidad, con la cual tenemos disponible una superficie mucho mayor, podríamos llegar a 26 kWh por persona y día cubriendo el 5 % de la superficie.
Potencial de todas las renovables
Según lo visto hasta ahora, podríamos generar casi 130 kWh por persona y día gracias a la fotovoltaica y la eólica. Si, además, añadimos el potencial de la biomasa, de la hidroelectricidad y de la energía solar térmica, podrían llegar a generarse 182,4 kWh por persona y día utilizando únicamente fuentes renovables.
Este número muestra el gran potencial de las renovables en nuestro país. Sin embargo, este puede reducirse mucho si tenemos en cuenta el rechazo social que los proyectos de renovables a gran escala generan en parte de la sociedad.
He aquí unos ejemplos de creencias limitantes: “Los parques eólicos estropean el paisaje y son perjudiciales para las aves”, “los paneles fotovoltaicos, solo para los tejados; no estoy dispuesto cubrir una superficie equivalente a la que ocupan las carreteras”, “la biomasa, únicamente con residuos de agricultura y maleza del bosque”, “hidroeléctrica, únicamente a pequeña escala; la gran hidráulica daña irreversiblemente el ecosistema”, “la eólica marina afectará al turismo»…
Es cierto que, en un principio, hemos sido quizá muy optimistas. Pero el objetivo era mostrar que realmente, si se quiere, hay potencial renovable para abastecer gran parte de nuestra demanda. Sin embargo, al aceptar todas estas objeciones sociales, la generación renovable puede reducirse drásticamente, a unos 47 kWh/p/d.
¿Es 47 poco? ¿Es 182 mucho? Es necesario que pasemos a la parte de consumo para ser capaces de comprender esos datos. ¿En qué consumimos energía? Este es el tema de la segunda entrega de esta serie de tres artículos centrados en la sostenibilidad y elaborados a partir del libro Energía sostenible. Sin malos humos.
Este artículo fue publicado originalmente en el blog de la UPNA Traductor de ciencia.
Authors
- Javier Samanes Investigador en el Grupo de Ingeniería Eléctrica, Electrónica de Potencia y Energías Renovablesl y del Instituto de Smart Cities (ISC), Universidad Pública de Navarra
- Julio Pascual Miqueleiz Investigador en el Grupo de Ingeniería Eléctrica, Electrónica de Potencia y Energías Renovables, Universidad Pública de Navarra
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